2020-2021備戰(zhàn)中考物理杠桿平衡(大題培優(yōu)易錯難題)含答案

1、一、初中物理杠桿平衡條件的應(yīng)用問題1.如圖所示，杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài)，若在A.減少一個懸掛在A處的鉤碼C.將懸掛在A處的鉤碼向左移動一格【答案】C【解析】【分析】B增加一個懸掛在A處的鉤碼D.將懸掛A處的鉤碼向右移動一格【詳解】假設(shè)一個鉤碼重力為G,杠桿一格為I,杠桿平衡時3G2I2G 3I 6GI右在B處下方再掛個鉤碼，則右邊為3G 3I9GIA.減少一個懸掛在A處的鉤碼，則左邊為2G 2I4GI左邊小于右邊，杠桿不能平衡，故A項不符合題意;B.增加一個懸掛在A處的鉤碼，則左邊為4G 2I 8GI左邊小于右邊，杠桿不能平衡，故B項不符合題意；C.將懸掛在A處的鉤碼向左移動一格，則左邊為3

2、G 3I 9GI左邊等于右邊，杠桿能再次平衡，故C項符合題意；D.將懸掛A處的鉤碼向右移動一格，則左邊為3G 1I 3GI左邊小于右邊，杠桿能再次平衡，故D項不符合題意。故選Co2.如圖甲是制作面團的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個向下的 大小為F的力，面團被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團原理圖.關(guān)于壓面團過程 的敘述正確的是（）水平位置再次平衡，下列可行的操作是_ 。（選填字母）B處下方再掛一個鉤碼，若要使杠桿在A.面團對桿的作用力方向向下B.面團對桿的作用力大小等于FC.面團被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變D. A點向下移動的距離小于B點向下移動的距離【答案】C【解析

3、】【分析】【詳解】A.桿對面團的作用力向下，面團對桿的作用力向上，故A錯誤；B.由于面團B點到支點C的距離小于A點到C的距離，根據(jù)杠桿定律FILI=F2L2，可知面 團對桿的作用力大于F,故B錯誤；C.面團被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變，故C正確；D. C為支點，A點向下移動的距離大于B點向下移動的距離，故D錯誤； 故選Co3.如圖所示，一根均勻木尺放在水平桌面上，它的一端伸出桌面的外面，伸到桌面外面的1部分長度是木尺長的丄，在木尺末端的B點加一個作用力F,當(dāng)力F=3N時，木尺的另一端4A開始向上翹起，那么木尺受到的重力為（）A.3NB.9NC. 1N【答案】A【解析】【分析】甲D.2N【詳解】

4、設(shè)直尺長為I，如圖所示：從圖示可以看出：杠桿的支點為0,動力F=3N動力臂10B=I4阻力為直尺的重力G,阻力臂1 1 1C0= I - 1= I2 44由杠桿平衡的條件得FOB=GOC113NX l= G I44G=3N故選A。4.要使圖中的杠桿平衡，分別用FA、FB、FC的拉力，這三個力的關(guān)系應(yīng)是A.FAFBFCB.FAVFBVFCC.FAFCFB11D.FA=FB=FC【答案】C【解析】【分析】【詳解】分別從支點向三條作用線做垂線，作出三個力的力臂，如圖；從圖可知，三個方向施力，F(xiàn)B的力臂LOB最長，其次是LOC、LOA,而阻力和阻力臂不變,由杠桿平衡條件F1L1F2L2可知，動力臂越長

5、動力越小，所以三個方向施力大?。篎AFCFB.故選C.5.有一平衡的不等臂杠桿，下面哪種情況下杠桿仍能平衡：（）A.使動力、阻力的大小減少相同的數(shù)值B.使動力、 阻力的大小增加相同的數(shù)值從圖示可以看出：杠桿的支點為0,動力C.使動力臂、阻力臂增加相同的長度D.使動力、阻力的大小增加相同的倍數(shù)【答案】D【解析】【詳解】不等臂杠桿平衡時，滿足Fili=F2l2,1112,FlF2。A使動力、阻力的大小減少相同的數(shù)值F時，由FIIMFl2可知，(Fi- F)liM(F2- F)l2,故A不符合；B.使動力、阻力的大小增加相同的數(shù)值F時，由FliMFl2可知，(Fi+F)liM(F2+F)l2,故B不

6、符合；C.使動力臂、阻力臂增加相同的長度L時，由FiL工F2L可知，F(xiàn)i(L + li)工F2(L + l2),故C不符合；D.使動力、阻力的大小增加相同的倍數(shù)時，由Fil仁F2I2可知，nFixli=nF2XI2,故D正確。故選D。6.如圖所示為一輕質(zhì)杠桿。機翼模型固定在直桿上，它們總重6N,直桿掛在杠桿上并保持與杠桿垂直。同一彈簧測力計在不同情形下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。下列說法 中正確的是()A.測力計在a位置時的示數(shù)為i.5NB.測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置后，示數(shù)將會變小C.測力計在a位置時示數(shù)為Fa,移至c位置時示數(shù)為Fc,貝UFa:Fc=4:iD.測力計在c位置時，對模型水平向

7、右吹風(fēng)，示數(shù)將會變大【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.我們將杠桿左邊受到的拉力定義為阻力，右邊受到的拉力定義為動力。因為動力臂為i阻力臂的丄，根據(jù)杠桿平衡條件FiiF2I2我們可以知道，動力應(yīng)為阻力6N的4倍，即為424N,A選項錯誤，不符合題意；B.測力計a位置時，動力臂等于支點到力的作用點的距離；當(dāng)測力計在b位置時，動力臂與支點到力的作用點的距離為直角三角形的一條直角邊與斜邊的關(guān)系，即測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置，動力臂變小了。根據(jù)杠桿平衡條件F1i F2l2可以知道，在阻力與阻力臂均不變的情況下，動力臂減小，要使杠桿繼續(xù)平衡，動力應(yīng)該增大。B選項錯誤，不符合題意；C.當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到

8、c位置時， 動力臂變?yōu)樵瓉淼?倍。由杠桿平衡條件Fh F2I2可以知道，在阻力與阻力臂均不變的情況下，動力臂變?yōu)樵瓉淼?倍，要使杠桿繼續(xù)平1衡，動力應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?，即Fa：Fc=4:1。C選項正確，符合題意；4D.對模型向右吹風(fēng)，根據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系可以知道，模型會受到一個向上的升力，即杠桿左邊受到的拉力會減小。根據(jù)杠桿平衡條件F11F2I2可以知道，在力臂均不變的情況下，阻力減小了，要使杠桿繼續(xù)平衡，動力也應(yīng)減小。D選項錯誤，不符合題意。故選Co7.小明做探究杠桿平衡條件的實驗時將手中的5個鉤碼掛成了如圖所示的情況，則（）A.由圖可以得到杠桿平衡條件為FILI=F2L2B.小明在Fi和F

9、2的下方各再掛一個鉤碼杠桿仍能平衡C.小明取下Fi下的一個鉤碼并將F2的鉤碼取下杠桿仍能平衡D.小明取下F2下的鉤碼并將F3的鉤碼向右移至20cm處杠桿仍能平衡【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.假設(shè)一個鉤碼的重力為GFi=2G,F2=G,F3=2G各力力臂為Li=20,L2=10,L3=15FiLi=2G 20=40GF2L2=G 10=10GF3L3=2G 15=30G杠桿平衡的條件為FlL1=F2L_2+F3L3故A不符合題意；B.在F1和F2的下方各再掛一個鉤碼后FiLi=3G 20=60GF2L2=2G 10=20GF3L3=2G 15=30GFIL1F2L2+F3L3杠桿失去平衡

10、，故B不符合題意；C.取下Fi下的一個鉤碼并將F2的鉤碼取下后FiLi=G 20=20GF2L2=0F3L3=2G 15=30GFiLiL2，所以物體的重力GvG2，即mi v繩=150NX0.06m/s=9W,777777乙A.甲方式Fi由i50N逐漸變大C.甲乙兩種方式都省B.乙方式F2的功率為3W乙方式中滑輪組的機械效率約為88.9%D.A.由圖知道，重力即阻力的方向是豎直向下的，動力 重物的過程中，動力臂和阻力臂的比值是：Fi的方向也是豎直向下的，在提升LiOBL2OA所以，動力Fi的大小始終不變，故A錯誤；BC.由于在甲圖中，OB=2OA,即動力臂為阻力臂的 以，由杠桿平衡條件知道，

11、動力為阻力的一半，即2倍，由于不計摩擦及杠桿自重，所Fi丄G 2由圖乙知道，承擔(dān)物重是繩子的段數(shù)是丄2n=3,400N200N不計繩重和摩擦，則500N+50N150N,故BC錯誤;D.不計繩重和摩擦，乙方式中滑輪組的機械效率是:故D正確.11.如圖所示，AOB為一杠桿，O為支點，杠桿重不計，A8OB.在杠桿右端A處用細(xì)繩 懸掛重為G的物體，當(dāng)AO段處于水平位置時，為保持杠桿平衡，需在B端施加最小的力 為F1；當(dāng)BO段在水平位置時保持杠桿平衡，這時在B端施加最小的力為F2,貝U(1)當(dāng)AO段處于水平位置時，如左圖所示最省力,F1|OB=GIOAGIOA_F1=G；lOB(2)當(dāng)OB段處于水平位

12、置時，如右圖所示最省力,F2IOB=GIOCW有用100%=GhGh G輪h100%=400N400N 50N100% 88.9%A.F1F2C. F1=F2D.無法比較F2=GlOClOBGGclOB|OCIOBF2GB)，杠桿水平位置平衡，當(dāng)兩端各再加重力相同的物體后，杠桿ABA.仍能保持平衡B.不能平衡，左端下沉C.不能平衡，右端下沉D.不能確定哪端下沉【答案】C【解析】【詳解】杠桿原來在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時作用在杠桿上的力分別為GA和GB,其對應(yīng)的力臂分 別為1A和IB,如圖所示：根據(jù)杠桿平衡條件可得：GAIA=GBIB;已知GAGB所以IA|B，當(dāng)兩端各再加重力相同的物體后，設(shè)

13、增加的物重為 和力臂的乘積：(GA+G)?IA=GAIA+GIA右邊力和力臂的乘積：(GB+G)?IB=GB|B+GIB由于IA|B，所以GIAVGIB；所以：GA|A+GIAF2;G,此時左邊力為0,已知長度OA：OB=1:2,滑輪下面掛有建筑材料P,每個滑輪重100N,工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計。當(dāng)工人用勻速拉動繩子時(A.建筑材料P上升的速度為3m/sC.工人對地面的壓力為400N【答案】C【解析】B.物體M對地面的壓力為5000ND.建筑材料P的重力為600N衛(wèi)【分析】【詳解】A.物重由2段繩子承擔(dān)，建筑材料P上升的速度11v= v繩=x1m/s=0.5m/s

14、22故A錯誤;B.定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力,件可得由力的平衡條FA=3F+G定=3X300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA= FA=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FAXOA=FBXOB,且OA:OB=1:2，所以O(shè)AOAFB=FAX=1000NX=500NOB20A因為物體間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力，即FB=FB=500N物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體力為M受到的支持FM支持=GM-FB=5000N-500N=4500N因為

15、物體間力的作用是相互的，所以物體M對地面的壓力FM壓=FM支持=4500N故B錯誤;C.當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時，因力的作用是相互的，則繩子對工人會施加豎 直向上的拉力，其大小也為300N，此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支，由力的平衡條件可得F+F支=6,則300N的力豎直向下以1m/s的速度F支=G-F=700N-300N=400N因為地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，所以工人對地面 的壓力Fff=F支=400N故C正確；1D.由圖可知n =2,且滑輪組摩擦均不計，由F= （G+G動）可得，建筑材料P重2G=2F-G動=2

16、X300N-100N=500N故D錯誤。故選Co14.如圖，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲 使其一端抬離地面，則（）Fi1./r /甲乙A.FiF2,因為甲方法的動力臂長B.Fi=F2，因為動力臂都是阻力臂的2倍C.FiF2,因為乙方法的阻力臂短D.FivF2,因為乙方法的動力臂長【答案】B【解析】【分析】【詳解】由圖示可知，無論用哪種方法來抬，動力臂總是阻力臂的二倍，所用的力總等于阻力的二 分之一，由于阻力就是重力，大小是不變的，所以動力的大小也是不變的，故應(yīng)選Bo15.如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M為重5000N的配重，杠桿AB的支點為0,

17、已知0A：OB=1:2，滑輪下面掛有建筑材料P,每個滑輪重100N,工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以1m/s的速度勻速拉動繩子時（）A.工人對地面的壓力為400NB.建筑材料P重為600NC.建筑材料P上升的速度為3m/sD.物體M對地而的壓力為4400N【答案】A【解析】【分析】【詳解】A.當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時，繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N,此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支，由力的平衡條件知道F+F支=G即F支=G-F=700N-300N=400N由于地面對人的支持力和人

18、對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，所以，工人對地面的壓力Fff=F支=400N故A正確；B.由圖知道，繩子的有效段數(shù)是n=2,且滑輪組摩擦均不計，由建筑材料P的重力G=2F-G動=2X300N-100N=500N故B錯誤;1、2 G物G動知道，C.因為物重由2段繩子承擔(dān)，所以，建筑材料P上升的速度1m/s=0.5m/s故C錯誤;D.以定滑輪為研究對象，定滑輪受向下的重力、 拉力，由力的平衡條件知道FA:F+G定=3X300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即3段繩子向下的拉力、桿對定滑輪向上的由杠桿的平衡條件知道又因為OA：OB=1

19、：2，所以FA=FA=1000NFAXOA=FBXOB7 啤衛(wèi)A 500NOB2OA由于物體間力的作用是相互的，所以，杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力,即FB=FB=500N物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體 力為FM支持=GM-FB=5000N-500N=4500N因為物體間力的作用是相互的，所以物體M對地面的壓力FM壓=FM支持=4500N故D錯誤。故選A。16.能使杠桿0A水平平衡的最小力的方向為（）A.ABB.ACC. ADD.AE【答案】A【解析】【分析】根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)IX1=F2X2,在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的 動力

20、最小，必須使動力臂最長.由此分析解答.【詳解】由圖知，0為支點，動力作用在A點，連接0A就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件, 要使杠桿平衡動力方向應(yīng)向上，所以最小力方向為AB.故選A.【點睛】在通常情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長，連接杠桿中支點和動力作用點 這兩點所得到的線段就是最長力臂.17.如圖所示，是自卸車的示意圖，車廂部分可視為杠桿，則下列分析正確的是A.B點是支點，液壓桿施的力是動力，貨物重力是阻力B.B點是支點，物體A放在車廂前部可省力C. C點是支點，物體A放在車廂后部可省力D. C點是支點，物體A放在車廂前部可省力【答案】C【解析】【分析】【詳解】M受到的支持由

21、圖可知車廂繞著點C轉(zhuǎn)動，所以點C為支點；當(dāng)物體放在車廂的后部時，動力臂大于阻力臂，因此省力，所以選項ABD都不正確，故答案 為C.18.身高相同的兄弟二人用一根重力不計的均勻扁擔(dān)抬起一個900N的重物已知扁擔(dān)長為1.8m，重物懸掛點與哥哥的肩之間的距離OA=0.8m,如圖所示.則A.以哥哥的肩A為支點， 可計算出弟弟承擔(dān)的壓力為400NB.以O(shè)為支點，可計算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為4:9C.以O(shè)為支點， 可計算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為9:5D.以弟弟的肩B為支點， 可計算出哥哥承擔(dān)的壓力為600N【答案】A【解析】【分析】【詳解】A.設(shè)哥哥承擔(dān)的壓力為FA,弟弟承擔(dān)的壓力為FB,以哥哥的肩

22、A為支點，由杠桿平衡條 件可得：FBAB G OA,l G OA 900 N 0.8mFB400N,AB1.8mA選項正確；BC.因為支點是固定點，杠桿能繞支點轉(zhuǎn)動，圖中的O不符合支點的特點，B、C選項錯誤，不符合題意.D.以弟弟的肩B為支點，由杠桿平衡條件可得：FAAB G OB,G OB900N1.0mFA=500N,AB1.8mD選項錯誤，不符合題意；19將打足氣的籃球和套扎在氣針上的未充氣的氣球，一起懸掛在杠桿右端，左端掛適量 鉤碼使杠桿水平平衡。將氣針插入籃球氣孔中，籃球中的部分空氣充入氣球后，杠桿左端A.大氣壓的存在B.鉤碼重大于籃球與氣球總重C.空氣充入氣球后，鉤碼對杠桿的拉力與

23、其力臂的乘積變大D.空氣充入氣球后，籃球和氣球受到總的空氣浮力變大【答案】D【解析】【分析】【詳解】開始杠桿平衡，由杠桿平衡條件得G鉤碼左=F繩拉力L右籃球與氣球受到豎直向下的重力G、豎直向上的繩子拉力F、空氣的浮力F浮作用而靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得G=F+F浮則F=G- F浮將氣針插入籃球的孔中，籃球中的部分空氣就充入氣球后，籃球與氣球受到的浮力F浮變大，而重力G不變，繩子的拉力F變小，因為球?qū)Ω軛U的拉力F繩拉力等于球受到的拉力F, 所以杠桿右端受到的拉力F繩拉力變小，而G鉤碼、L左、L右不變，因此G鉤碼左卩繩拉力L右杠桿左端下沉。故A、B C不符合題意，D符合題意。故選D。20.如圖所示，有一個輕質(zhì)硬桿，兩端分別為A,D點，一重物懸掛于B點，力F作用在D點使硬桿平衡，為了使力F最小，支點0應(yīng)選擇在（）A.A點B.B點C. C點D.D點【答案】A【解析】【詳解】下降，如圖所示。這個現(xiàn)象說明（)由題意可知，支點0不會在B點，否則有力F的存在，輕質(zhì)硬桿不能平衡；支點0也不會 在D點，否則無論力F大小如何，輕質(zhì)硬桿也不能平衡；假設(shè)支點0在C點，那么根據(jù)杠桿的平衡原理可知變換可得F ICD假設(shè)支點0在A位置時，那么根據(jù)杠桿的平衡原理可知GlABFlAD,變換可得